DE102018212751A1 - Method and device for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine, in welchem mehrere Katalysatoren angeordnet sind, wobei zur Temperaturregelung mindestens zwei Temperaturregelkreise verwendet werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine, in which a plurality of catalysts are arranged, at least two temperature control circuits being used for temperature control. Furthermore, the invention relates to a device for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method and a device for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine.

Im Rahmen der Abgasnachbehandlung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine werden heute verschiedene Katalysatoren eingesetzt, beispielsweise ein Partikelfilter, ein NOx-Speicherkatalysator, ein Dreiwegekatalysator, ein Diesel-Oxidationskatalysator oder ein SCR-Katalysator. Diese Katalysatoren arbeiten nur dann optimal, wenn eine von der Beschichtung des jeweiligen Katalysators abhängige Temperatur eingestellt ist. Des Weiteren besteht bei bestimmten Katalysatoren die Notwendigkeit einer periodischen Regeneration, beispielsweise einer Partikelfilterregeneration oder einer Desulfatisierung. Zur Durchführung der jeweiligen Regeneration ist es notwendig, eine bestimmte, beschichtungsabhängige Temperatur einzustellen, die sich von der im Normalbetrieb herrschenden Temperatur unterscheidet, und diese Temperatur für die Dauer der Regeneration stabil zu halten.Various catalysts are used today in the exhaust gas aftertreatment in the exhaust tract of an internal combustion engine, for example a particle filter, a NOx storage catalytic converter, a three-way catalytic converter, a diesel oxidation catalytic converter or an SCR catalytic converter. These catalysts only work optimally when a temperature dependent on the coating of the respective catalyst is set. Furthermore, with certain catalysts there is a need for periodic regeneration, for example particle filter regeneration or desulfation. To carry out the respective regeneration, it is necessary to set a specific, coating-dependent temperature which differs from the temperature prevailing in normal operation and to keep this temperature stable for the duration of the regeneration.

Es ist bereits bekannt, im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine einen NOx-Speicherkatalysator, ein Partikelfilter und einen SCR-Katalysator in Reihe hintereinander anzuordnen. Im NOx-Speicherkatalysator werden im Abgasstrom enthaltene Stickoxidkomponenten zurückgehalten. Der Partikelfilter ist zum Zurückhalten von Rußpartikeln vorgesehen. Im SCR-Katalysator findet eine selektive katalytische Reduktion statt. Dazu wird stromauf des SCR-Katalysators eine wässrige Harnstofflösung in den Abgasstrang eingespritzt, um die im Abgas enthaltenen Stickoxide wieder zu Stickstoff zu reduzieren.It is already known to arrange a NOx storage catalytic converter, a particle filter and an SCR catalytic converter in series in the exhaust tract of an internal combustion engine. Nitrogen oxide components contained in the exhaust gas stream are retained in the NOx storage catalytic converter. The particle filter is designed to retain soot particles. A selective catalytic reduction takes place in the SCR catalytic converter. For this purpose, an aqueous urea solution is injected into the exhaust line upstream of the SCR catalytic converter in order to reduce the nitrogen oxides contained in the exhaust gas back to nitrogen.

Zum Einstellen der Temperatur für die jeweilige Katalysatorregeneration wird heute typischerweise ein Temperaturregelkreis verwendet. Dabei wird auf ausschließlich einen im Abgasstrang angeordneten Temperatursensor geregelt. Durch das Einstellen von verschiedenen Temperatursollwerten auf diesem Regelpunkt wird die jeweils einzustellende Temperatur im jeweiligen Katalysator erreicht. Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass vom verwendeten Regelpunkt aus durch eine aufwendige Umrechnung vor- oder zurückgerechnet werden muss, um in einem stromauf oder stromab des Regelpunktes angeordneten Katalysator eine Regeneration durchführen zu können.A temperature control loop is typically used today to set the temperature for the respective catalyst regeneration. Thereby, only one temperature sensor arranged in the exhaust line is regulated. By setting different temperature setpoints at this control point, the temperature to be set in each catalyst is reached. A disadvantage of this procedure is that the control point used must be precalculated or recalculated by a complex conversion in order to be able to carry out regeneration in a catalytic converter arranged upstream or downstream of the control point.

Sind beispielsweise im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine in Reihe hintereinander ein NOx-Speicherkatalysator, ein Partikelfilter und ein SCR-Katalysator angeordnet und wird als Regelpunkt ein zwischen dem NOx-Katalysator und dem Partikelfilter angeordneter Temperatursensor verwendet, dann muss von diesem Regelpunkt aus stromauf zurückgerechnet werden, um eine im NOx-Speicherkatalysator benötigte Temperatur einzustellen, und von diesem Regelpunkt aus stromab vorwärtsgerechnet werden, um eine im Partikelfilter benötigte Temperatur einzustellen.If, for example, a NOx storage catalytic converter, a particle filter and an SCR catalytic converter are arranged in series in the exhaust tract of an internal combustion engine and if a temperature sensor arranged between the NOx catalytic converter and the particle filter is used as the control point, upstream calculation must be carried out from this control point in order to set a temperature required in the NOx storage catalytic converter, and from this control point are calculated downstream in order to set a temperature required in the particle filter.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, bei denen die Einstellung der jeweiligen Temperatur verbessert ist.The object of the invention is to provide a method and a device in which the setting of the respective temperature is improved.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Gemäß diesem Verfahren zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine, in welchem mehrere Katalysatoren angeordnet sind, werden zur Temperaturregelung mindestens zwei Temperaturregelkreise verwendet. Des Weiteren wird die genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine, in welchem mehrere Katalysatoren angeordnet sind, gelöst, welche mindestens zwei Temperaturregelkreise enthält.This object is achieved by a method with the features specified in claim 1. According to this method for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine, in which a plurality of catalysts are arranged, at least two temperature control circuits are used for temperature control. Furthermore, the above object is achieved by a device for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine, in which a plurality of catalytic converters are arranged, which contains at least two temperature control loops.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale eine effiziente Regeneration des jeweiligen Katalysators erfolgt, da die vom jeweiligen Katalysator benötigte Temperatur präziser eingestellt werden kann als bei bekannten Verfahren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine genauere Abstimmung des Gesamtsystems erfolgt, da keine Umrechnung von Sollwerttemperaturen von einem verwendeten Regelpunkt auf eine jeweils andere im Abgastrakt stromauf oder stromab liegende Position vorgenommen werden muss.The advantages of the invention consist in particular in that the features specified in the independent patent claims result in efficient regeneration of the respective catalyst, since the temperature required by the respective catalyst can be set more precisely than in known processes. A further advantage is that the overall system is tuned more precisely, since there is no need to convert setpoint temperatures from one control point used to another position upstream or downstream in the exhaust tract.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der 1.Further advantages of the invention result from its exemplary explanation with reference to the 1 ,

Diese zeigt eine Vorrichtung zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine, in welchem mehrere Katalysatoren angeordnet sind. Diese Vorrichtung enthält eine Brennkraftmaschine 2, in deren Abgastrakt in Reihe hintereinander ein NOx-Speicherkatalysator 3, ein Partikelfilter 4 und ein SCR-Katalysator 5 angeordnet sind. Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wird mittels eines zwischen dem Partikelfilter 4 und dem SCR-Katalysator 5 angeordneten Einspritzventils 9 eine aus einem Tank 10 bezogene wässrige Harnstofflösung in den Abgastrakt eingespritzt, so dass im SCR-Katalysator 5 die gewünschte katalytische Reduktion durchgeführt werden kann.This shows a device for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine, in which several catalysts are arranged. This device contains an internal combustion engine 2 , in the exhaust tract one after the other a NOx storage catalytic converter 3 , a particle filter 4 and an SCR catalyst 5 are arranged. In normal operation of the internal combustion engine, there is a between the particle filter 4 and the SCR catalyst 5 arranged injection valve 9 one from a tank 10 related aqueous urea solution injected into the exhaust tract, so that in the SCR catalytic converter 5 the desired catalytic reduction can be carried out.

Des Weiteren weist die in der 1 dargestellte Vorrichtung einen ersten Regler 6, einen zweiten Regler 7 und einen dritten Regler 8 auf, wobei der erste Regler 6 zu einem ersten Temperaturregelkreis, der zweite Regler 7 zu einem zweiten Temperaturregelkreis und der dritte Regler 8 zu einem dritten Temperaturregelkreis gehören.Furthermore, the in the 1 device shown a first controller 6 , a second controller 7 and a third controller 8th on, where the first regulator 6 to a first temperature control loop, the second controller 7 to a second temperature control loop and the third controller 8th belong to a third temperature control loop.

Dem ersten Regler 6 wird als Temperaturistwert ein von einem ersten Temperatursensor 11 bereitgestellter Temperaturmesswert zugeführt, wobei dieser erste Temperatursensor 11 stromauf des NOx-Speicherkatalysators 3 im Abgastrakt angeordnet ist. Alternativ dazu kann vom ersten Regler 6 als Temperaturistwert auch ein im NOx-Speicherkatalysator 3 ermittelter Temperaturistwert verwendet werden, wobei dieser Temperaturistwert beispielsweise unter Verwendung eines Temperaturmodells ermittelt wird.The first regulator 6 is the actual temperature value from a first temperature sensor 11 Provided temperature measured value supplied, this first temperature sensor 11 upstream of the NOx storage catalytic converter 3 is arranged in the exhaust tract. Alternatively, the first controller 6 as an actual temperature value also in the NOx storage catalytic converter 3 determined actual temperature value can be used, this actual temperature value being determined, for example, using a temperature model.

Des Weiteren wird dem ersten Regler 6 als Temperatursollwert ein von einer Steuereinheit 1 bereitgestellter Temperatursollwert T1s zugeführt.Furthermore, the first controller 6 as a temperature setpoint from a control unit 1 provided temperature setpoint T1s fed.

Im ersten Regler 6 erfolgen ein Vergleich des Temperaturistwertes T1i mit dem Temperatursollwert T1s und die Erzeugung eines vom Ergebnis dieses Vergleiches abhängigen Steuersignals s1.In the first controller 6 the actual temperature value is compared T1i with the temperature setpoint T1s and the generation of a control signal s1 dependent on the result of this comparison.

Der erste Temperaturregelkreis, zu welchem außer dem ersten Regler 6 auch der erste Temperatursensor 11 als Istwertgeber und die Steuereinheit 1 als Sollwertgeber gehören, wird von der Steuereinheit 1 individuell aktiviert, wenn eine Auswertung weiterer Sensorsignale ergibt, dass eine Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators 3 notwendig ist. In diesem Falle liegt als momentan gewünschter Betriebsmodus eine Desulfatisierung vor.The first temperature control loop, to which except the first controller 6 also the first temperature sensor 11 as actual value transmitter and the control unit 1 belong as a setpoint generator is from the control unit 1 individually activated when an evaluation of further sensor signals shows that a desulfation of the NOx storage catalytic converter 3 necessary is. In this case, desulfation is the currently desired operating mode.

Zu dieser Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators 3 ist im NOx-Speicherkatalysator 3 eine Temperatur notwendig, die im Bereich zwischen 580°C und 750°C liegt, beispielsweise bei 650°C. Dieser Temperaturwert von 650°C wird von der Steuereinheit 1 als Temperatursollwert T1s für den ersten Regler 6 vorgegeben. Auf Basis des Vergleiches dieses von der Steuereinheit 1 vorgegebenen Temperatursollwertes T1s mit dem vom ersten Temperatursensor 11 bereitgestellten Temperaturistwert T1i wird das Steuersignal s1 generiert. Dieses Steuersignal s1 wird zu einer Veränderung der Einspritzparameter Einspritzzeitpunkt und/oder Einspritzmenge verwendet, um die zum Erreichen des von der Steuereinheit 1 vorgegebenen Temperatursollwertes erforderliche Temperaturveränderung in die Wege zu leiten und diese Solltemperatur dann auch für die Dauer der Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators 3 aufrecht zu halten.About this desulfation of the NOx storage catalytic converter 3 is in the NOx storage catalytic converter 3 a temperature is required which is in the range between 580 ° C and 750 ° C, for example at 650 ° C. This temperature value of 650 ° C is from the control unit 1 as temperature setpoint T1s for the first controller 6 specified. Based on the comparison of this from the control unit 1 specified temperature setpoint T1s with that from the first temperature sensor 11 provided actual temperature value T1i becomes the control signal s1 generated. This control signal s1 is used to change the injection parameters injection timing and / or injection quantity in order to achieve that of the control unit 1 Predetermined temperature setpoint to initiate the required temperature change and then this setpoint temperature for the duration of the desulfation of the NOx storage catalyst 3 keep upright.

Nach Beendigung der Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators 3 wird der erste Temperaturregelkreis von der Steuereinheit 1 wieder deaktiviert.After the desulfation of the NOx storage catalytic converter 3 has ended, the first temperature control loop is activated by the control unit 1 deactivated again.

Dem zweiten Regler 7 wird als Temperaturistwert ein von einem zweiten Temperatursensor 12 bereitgestellter Temperaturmesswert zugeführt, wobei dieser zweite Temperatursensor 12 im Abgastrakt zwischen dem NOx-Speicherkatalysator 3 und dem Partikelfilter 4 angeordnet ist. Alternativ dazu kann vom zweiten Regler 7 als Temperaturistwert auch ein im Partikelfilter 4 ermittelter Temperaturistwert verwendet werden, wobei dieser Temperaturistwert beispielsweise unter Verwendung eines Temperaturmodells ermittelt wird.The second controller 7 is the actual temperature value from a second temperature sensor 12 provided temperature measured value supplied, this second temperature sensor 12 in the exhaust tract between the NOx storage catalytic converter 3 and the particle filter 4 is arranged. Alternatively, the second controller 7 as actual temperature value also one in the particle filter 4 determined actual temperature value can be used, this actual temperature value being determined, for example, using a temperature model.

Des Weiteren wird dem zweiten Regler 7 als Temperatursollwert ein von der Steuereinheit 1 bereitgestellter Temperatursollwert T2s zugeführt.Furthermore, the second controller 7 as a temperature setpoint from the control unit 1 provided temperature setpoint T2s fed.

Im zweiten Regler 7 erfolgen ein Vergleich des Temperaturistwertes T2i mit dem Temperatursollwert T2s und die Erzeugung eines vom Ergebnis dieses Vergleiches abhängigen Steuersignals s2.In the second controller 7 the actual temperature value is compared T2i with the temperature setpoint T2s and the generation of a control signal dependent on the result of this comparison s2 ,

Der zweite Temperaturregelkreis, zu welchem außer dem zweiten Regler 7 auch der zweite Temperatursensor 12 als Istwertgeber und die Steuereinheit 1 als Sollwertgeber gehören, wird von der Steuereinheit 1 individuell aktiviert, wenn eine Auswertung weiterer Sensorsignale ergibt, dass eine Regenerierung des Partikelfilters 4 notwendig ist. In diesem Falle liegt als momentan gewünschter Betriebsmodus eine Partikelfilterregeneration vor.The second temperature control loop, to which except the second controller 7 also the second temperature sensor 12 as actual value transmitter and the control unit 1 belong as a setpoint generator is from the control unit 1 Individually activated when an evaluation of further sensor signals shows that the particle filter is regenerating 4 necessary is. In this case, a particle filter regeneration is the currently desired operating mode.

Zu dieser Partikelfilterregeneration des Partikelfilters 4 ist im Partikelfilter 4 eine Temperatur notwendig, die im Bereich zwischen 500°C und 650°C liegt, beispielsweise bei 600°C. Dieser Temperaturwert von 600°C wird von der Steuereinheit 1 als Temperatursollwert T2s für den zweiten Regler 7 vorgegeben. Auf Basis des Vergleiches dieses von der Steuereinheit 1 vorgegebenen Temperatursollwertes T2s mit dem vom zweiten Temperatursensor 12 bereitgestellten Temperaturistwert T2i wird das Steuersignal s2 generiert. Dieses Steuersignal s2 wird zu einer Veränderung der Einspritzparameter Einspritzzeitpunkt und/oder Einspritzmenge verwendet, um die zum Erreichen des von der Steuereinheit 1 vorgegebenen Temperatursollwertes T2s erforderliche Temperaturveränderung im Partikelfilter 4 in die Wege zu leiten und diese Solltemperatur dann auch für die Dauer der Regeneration des Partikelfilters 4 aufrecht zu halten.About this particle filter regeneration of the particle filter 4 is in the particle filter 4 a temperature is necessary which is in the range between 500 ° C and 650 ° C, for example at 600 ° C. This temperature value of 600 ° C is from the control unit 1 as temperature setpoint T2s for the second controller 7 specified. Based on the comparison of this from the control unit 1 specified temperature setpoint T2s with that from the second temperature sensor 12 provided actual temperature value T2i becomes the control signal s2 generated. This control signal s2 is used to change the injection parameters injection timing and / or injection quantity in order to achieve that of the control unit 1 specified temperature setpoint T2s required temperature change in the particle filter 4 to initiate and then this target temperature for the duration of the regeneration of the particle filter 4 keep upright.

Nach Beendigung der Regeneration des Partikelfilters 4 wird der zweite Temperaturregelkreis von der Steuereinheit 1 wieder deaktiviert.After the regeneration of the particle filter 4 becomes the second temperature control loop from the control unit 1 deactivated again.

Zum Erkennen der Notwendigkeit einer Regeneration des Partikelfilters 4 kann von der Steuereinheit 1 das Ausgangssignal di eines Druckdifferenzsensors 14 verwendet werden. Dieser Druckdifferenzsensor 14 ermittelt die Druckdifferenz, die zwischen dem Abgasdruck am Ausgang des Partikelfilters 4 und dem Abgasdruck am Eingang des Partikelfilters 4 besteht. Überschreitet diese Druckdifferenz einen vorgegebenen Schwellwert, dann wird die Notwendigkeit einer Regeneration des Partikelfilters 4 erkannt und die Steuereinheit 1 aktiviert den zweiten Temperaturregelkreis, um die Regeneration des Partikelfilters 4 in die Wege zu leiten.To recognize the need for regeneration of the particle filter 4 can from the control unit 1 the output signal di of a pressure difference sensor 14 be used. This pressure difference sensor 14 determines the pressure difference that between the exhaust gas pressure at the outlet of the particle filter 4 and the exhaust gas pressure at the inlet of the particle filter 4 consists. If this pressure difference exceeds a predetermined threshold value, then the need for regeneration of the particle filter 4 recognized and the control unit 1 activates the second temperature control loop to regenerate the particulate filter 4 to initiate.

Dem dritten Regler 8 wird als Temperaturistwert ein von einem dritten Temperatursensor 13 bereitgestellter Temperaturmesswert T3i zugeführt, wobei dieser dritte Temperatursensor 13 im Abgastrakt zwischen dem Partikelfilter 4 und dem SCR-Katalysator 5 angeordnet ist. Alternativ dazu kann vom dritten Regler 8 als Temperaturistwert auch ein im SCR-Katalysator 5 ermittelter Temperaturistwert verwendet werden, wobei dieser Temperaturistwert beispielsweise unter Verwendung eines Temperaturmodells ermittelt wird.The third controller 8th is the actual temperature value from a third temperature sensor 13 provided temperature measurement T3i fed, this third temperature sensor 13 in the exhaust tract between the particle filters 4 and the SCR catalyst 5 is arranged. Alternatively, the third controller 8th as an actual temperature value also in the SCR catalytic converter 5 determined actual temperature value can be used, this actual temperature value being determined, for example, using a temperature model.

Des Weiteren wird dem dritten Regler 8 als Temperatursollwert ein von der Steuereinheit 1 bereitgestellter Temperatursollwert T3s zugeführt.Furthermore, the third controller 8th as a temperature setpoint from the control unit 1 provided temperature setpoint t3s fed.

Im dritten Regler 8 erfolgen ein Vergleich des Temperaturistwertes T3i mit dem Temperatursollwert T3s und die Erzeugung eines vom Ergebnis dieses Vergleiches abhängigen Steuersignals s3.In the third controller 8th the actual temperature value is compared T3i with the temperature setpoint t3s and the generation of a control signal dependent on the result of this comparison s3 ,

Der dritte Temperaturregelkreis, zu welchem außer dem dritten Regler 8 auch der dritte Temperatursensor 13 als Istwertgeber und die Steuereinheit 1 als Sollwertgeber gehören, wird von der Steuereinheit 1 individuell aktiviert, wenn eine schnelle Erwärmung des SCR-Katalysators notwendig ist, beispielsweise nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine. In diesem Falle liegt als momentan gewünschter Betriebsmodus eine schnelle Erwärmung des SCR-Katalysators 5 vor.The third temperature control loop, to which except the third controller 8th also the third temperature sensor 13 as actual value transmitter and the control unit 1 belong as a setpoint generator is from the control unit 1 individually activated when rapid heating of the SCR catalytic converter is necessary, for example after a cold start of the internal combustion engine. In this case, the SCR catalytic converter is rapidly heated as the currently desired operating mode 5 in front.

Zu dieser schnellen Erwärmung des SCR-Katalysators 5 ist eine Temperatur notwendig, die im Bereich zwischen 180°C und 350°C liegt, beispielsweise bei 250°C. Dieser Temperaturwert von 250°C wird von der Steuereinheit 1 als Temperatursollwert T3s für den dritten Regler 8 vorgegeben. Auf Basis des Vergleiches dieses von der Steuereinheit 1 vorgegebenen Temperatursollwertes T3s mit dem vom dritten Temperatursensor 13 bereitgestellten Temperaturistwert T3i wird das Steuersignal s3 generiert. Dieses Steuersignal s3 wird zu einer Veränderung der Einspritzparameter Einspritzzeitpunkt und/oder Einspritzmenge verwendet, um die zum Erreichen des von der Steuereinheit 1 vorgegebenen Temperatursollwertes T3s erforderliche Temperaturveränderung in die Wege zu leiten und diese Solltemperatur dann auch für die Dauer der schnellen Erwärmung des SCR-Katalysators 5 aufrecht zu halten.To this rapid heating of the SCR catalytic converter 5 a temperature in the range between 180 ° C and 350 ° C is necessary, for example at 250 ° C. This temperature value of 250 ° C is from the control unit 1 as temperature setpoint t3s for the third controller 8th specified. Based on the comparison of this from the control unit 1 specified temperature setpoint t3s with that from the third temperature sensor 13 provided actual temperature value T3i becomes the control signal s3 generated. This control signal s3 is used to change the injection parameters injection timing and / or injection quantity in order to achieve that of the control unit 1 specified temperature setpoint t3s initiate the required temperature change and then this target temperature for the duration of the rapid heating of the SCR catalytic converter 5 keep upright.

Nach Beendigung der schnellen Aufwärmung des SCR-Katalysators 5 wird der dritte Temperaturregelkreis von der Steuereinheit 1 wieder deaktiviert.After the SCR catalytic converter has warmed up quickly 5 becomes the third temperature control loop from the control unit 1 deactivated again.

Wie oben beschrieben ist, werden die drei Temperaturregelkreise von der Steuereinheit 1 in Abhängigkeit von einer im jeweiligen Katalysator benötigten Katalysatortemperatur individuell aktiviert, um die im jeweiligen Katalysator benötigte Temperatur schnell und gezielt einstellen zu können, beispielsweise durch eine Veränderung eines oder mehrerer Einspritzparameter. Da sich die im jeweiligen Katalysator notwendigen Solltemperaturen voneinander unterscheiden und beispielsweise der Fall auftreten kann, dass gleichzeitig eine Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators 3 und eine Regenerierung des Partikelfilters 4 notwendig sind, wird den Sonderbetriebsmodi der Katalysatoren, zu denen die oben beschriebene Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators 3, die Regeneration des Partikelfilters 4 und die schnelle Erwärmung des SCR-Katalysators 5 gehören, jeweils eine Priorität zugeordnet. Erkennt die Steuereinheit 1 das gleichzeitige Vorliegen zweier dieser Sonderbetriebsmodi, dann wird derjenige Sonderbetriebsmodus, dem die höhere Priorität zugeordnet ist, zuerst durchgeführt.As described above, the three temperature control loops from the control unit 1 individually activated depending on a catalyst temperature required in the respective catalyst in order to be able to set the temperature required in the respective catalyst quickly and specifically, for example by changing one or more injection parameters. Since the target temperatures required in the respective catalytic converter differ from one another and, for example, the case may occur that the NOx storage catalytic converter is desulfated at the same time 3 and regeneration of the particulate filter 4 are necessary, the special operating modes of the catalysts, which include the desulfation of the NOx storage catalyst described above 3 , the regeneration of the particle filter 4 and the rapid heating of the SCR catalyst 5 belong, each assigned a priority. Detects the control unit 1 the simultaneous existence of two of these special operating modes, the special operating mode to which the higher priority is assigned is carried out first.

Bei dem oben anhand der 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel werden insgesamt drei Temperaturregelkreise zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine verwendet. Alternativ dazu kann auch eine andere Anzahl von Temperaturregelkreisen verwendet werden. Beispielsweise kann beim obigen Ausführungsbeispiel auf eine schnelle Erwärmung des SCR-Katalysators nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine verzichtet werden. In diesem Fall ist der oben beschriebene dritte Temperaturregelkreis nicht notwendig, so dass zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine nur zwei Temperaturregelkreise verwendet werden. Eine weitere Alternative besteht darin, zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine mehr als drei Temperaturregelkreise zu verwenden. Sind beispielsweise im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine vier Katalysatoren vorgesehen, dann können auch vier Temperaturregelkreise zur Temperaturregelung im Abgastrakt dieser Brennkraftmaschine verwendet werden.In the above using the 1 The described embodiment uses a total of three temperature control circuits for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine. Alternatively, a different number of temperature control loops can be used. For example, in the above exemplary embodiment, rapid heating of the SCR catalytic converter after a cold start of the internal combustion engine can be dispensed with. In this case, the third temperature control loop described above is not necessary, so that only two temperature control loops are used for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine. Another alternative is to use more than three temperature control loops for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine. For example, if four catalysts are provided in the exhaust tract of an internal combustion engine, then four temperature control loops can also be used for temperature control in the exhaust tract of this internal combustion engine.

Bei allen vorstehend genannten Ausführungsbeispielen wird die vom jeweiligen Katalysator benötigte Solltemperatur an der richtigen Position zur richtigen Zeit exakt eingestellt. Dies ermöglicht eine effiziente Regeneration des jeweiligen Katalysators durch eine präzise Einstellung der jeweils erforderlichen Temperatur.In all of the above-mentioned exemplary embodiments, the target temperature required by the respective catalytic converter is set exactly at the right position at the right time. This enables efficient regeneration of the respective catalyst by precisely setting the required temperature.

Oben wurde beschrieben, dass die von den Reglern 6, 7 und 8 generierten Steuersignale s1, s2 und s3 zu einer Veränderung eines oder mehrerer Einspritzparameter verwendet werden, um eine jeweils gewünschte neue Solltemperatur einzustellen. Zusätzlich oder alternativ dazu können die genannten Steuersignale auch zu einer Aktivierung einer Heizeinrichtung verwendet werden, um die jeweils gewünschte neue Solltemperatur einzustellen.Above it was described by the regulators 6 . 7 and 8th generated control signals s1 . s2 and s3 be used to change one or more injection parameters in order to set a desired new desired temperature. Additionally or alternatively, the control signals mentioned can also be used to activate a heating device in order to set the desired new desired temperature.

Claims (18)

Verfahren zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine, in welchem mehrere Katalysatoren (3,4,5) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Temperaturregelung mindestens zwei Temperaturregelkreise (1,6,11; 1,7,12; 1,8,13) verwendet werden.Method for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine, in which a plurality of catalysts (3, 4, 5) are arranged, characterized in that for temperature control at least two temperature control circuits (1, 6, 11; 1, 7, 12; 1, 8, 13) be used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturregelkreise von einer Steuereinheit (1) individuell aktiviert werden.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the temperature control circuits are activated individually by a control unit (1). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) die Aktivierung des jeweiligen Temperaturregelkreises in Abhängigkeit von einem momentan gewünschten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine vornimmt.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the control unit (1) activates the respective temperature control circuit as a function of a currently desired operating mode of the internal combustion engine. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) die Aktivierung des jeweiligen Temperaturregelkreises in Abhängigkeit von der vom jeweiligen Katalysator benötigten Katalysatortemperatur vornimmt.Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that the control unit (1) activates the respective temperature control circuit as a function of the catalyst temperature required by the respective catalyst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgastrakt der Brennkraftmaschine in Reihe zueinander ein NOx-Speicherkatalysator (3) und ein Partikelfilter (4) angeordnet sind und zur Temperaturregelung zwei Temperaturregelkreise (1,6,11; 1,7,12) verwendet werden, wobei der erste Temperaturregelkreis (1,6,11) als Temperaturistwert einen von einem stromauf des NOx-Speicherkatalysators (3) angeordneten ersten Temperatursensor (11) bereitgestellten Temperaturmesswert oder einen im NOx-Speicherkatalysator (3) ermittelten Temperaturistwert verwendet und der zweite Temperaturregelkreis (1,7,12) als Temperaturistwert einen von einem zwischen dem NOx-Speicherkatalysator (3) und dem Partikelfilter (4) angeordneten zweiten Temperatursensor (12) bereitgestellten Temperaturmesswert oder einen im Partikelfilter (4) ermittelten Temperaturistwert verwendet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a NOx storage catalytic converter (3) and a particle filter (4) are arranged in series with one another in the exhaust gas tract of the internal combustion engine and two temperature control circuits (1,6,11; 1,7,12 ), the first temperature control circuit (1,6,11) being used as the actual temperature value, a temperature measurement value provided by a first temperature sensor (11) arranged upstream of the NOx storage catalytic converter (3) or an actual temperature value determined in the NOx storage catalytic converter (3), and the second temperature control circuit (1, 7, 12) uses as the actual temperature value a temperature measurement value provided by a second temperature sensor (12) arranged between the NOx storage catalytic converter (3) and the particle filter (4) or an actual temperature value determined in the particle filter (4). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturregelkreis (1,6,11) eine Temperaturregelung auf einen ersten Temperatursollwert (T1s) durchführt, der einer für eine Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators (3) geeigneten Temperatur entspricht.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the first temperature control circuit (1,6,11) carries out a temperature control to a first temperature setpoint (T1s) which corresponds to a temperature suitable for desulfurization of the NOx storage catalytic converter (3). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperatursollwert (T1s) im Bereich zwischen 580°C und 750°C liegt.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the first temperature setpoint (T1s) is in the range between 580 ° C and 750 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperaturregelkreis (1,7,12) eine Temperaturregelung auf einen zweiten Temperatursollwert (T2s) durchführt, der einer für eine Regeneration des Partikelfilters (4) geeigneten Temperatur entspricht.Procedure according to one of the Claims 5 to 7 , characterized in that the second temperature control circuit (1,7,12) carries out a temperature control to a second temperature setpoint (T2s) which corresponds to a temperature suitable for regeneration of the particle filter (4). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperatursollwert (T2s) im Bereich zwischen 500°C und 650°C liegt.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the second temperature setpoint (T2s) is in the range between 500 ° C and 650 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgastrakt der Brennkraftmaschine in Reihe zueinander ein NOx-Speicherkatalysator (3), ein Partikelfilter (4) und ein SCR-Katalysator (5) angeordnet sind und zur Temperaturregelung drei Temperaturregelkreise verwendet werden, wobei der erste Temperaturregelkreis (1,6,11) als Temperaturistwert einen von einem stromauf des NOx-Speicherkatalysators (3) angeordneten ersten Temperatursensor (11) bereitgestellten Temperaturmesswert oder einen im NOx-Speicherkatalysator (3) ermittelten Temperaturistwert verwendet, der zweite Temperaturregelkreis (1,7,12) als Temperaturistwert einen von einem zwischen dem NOx-Speicherkatalysator (3) und dem Partikelfilter (4) angeordneten zweiten Temperatursensor (12) bereitgestellten Temperaturmesswert oder einen im Partikelfilter (4) ermittelten Temperaturistwert verwendet und der dritte Temperaturregelkreis (1,8,13) als Temperaturistwert einen von einem zwischen dem Partikelfilter (4) und dem SCR-Katalysator (5) angeordneten dritten Temperatursensor (13) bereitgestellten Temperaturmesswert oder einen im SCR-Katalysator (5) ermittelten Temperaturistwert verwendet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a NOx storage catalytic converter (3), a particle filter (4) and an SCR catalytic converter (5) are arranged in series in the exhaust tract of the internal combustion engine and three temperature control circuits are used for temperature control, wherein the first temperature control circuit (1,6,11) uses as the actual temperature value a temperature measurement value provided by a first temperature sensor (11) arranged upstream of the NOx storage catalytic converter (3) or an actual temperature value determined in the NOx storage catalytic converter (3), the second temperature control circuit (1, 7, 12) a temperature measurement value provided by a second temperature sensor (12) arranged between the NOx storage catalytic converter (3) and the particle filter (4) or an actual temperature value determined in the particle filter (4) is used as the actual temperature value, and the third temperature control circuit (1,8, 13) as temperature actual value one of one between the particle Oil filter (4) and the third temperature sensor (13) provided to the SCR catalytic converter (5) or a temperature actual value determined in the SCR catalytic converter (5). Vorrichtung zur Temperaturregelung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine, in welchem mehrere Katalysatoren (3,4,5) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Temperaturregelkreise (1,6,11; 1,7,12) aufweist.Device for temperature control in the exhaust tract of an internal combustion engine, in which a plurality of catalysts (3, 4, 5) are arranged, characterized in that it has at least two temperature control circuits (1, 6, 11; 1, 7, 12). Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (1) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie die Temperaturregelkreise individuell aktiviert.Device after Claim 11 , characterized in that it has a control unit (1) which is designed such that it individually activates the temperature control loops. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) derart ausgebildet ist, dass sie die Aktivierung des jeweiligen Temperaturregelkreises in Abhängigkeit von einem momentan gewünschten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine vornimmt.Device after Claim 12 , characterized in that the control unit (1) is designed such that it carries out the activation of the respective temperature control circuit as a function of a currently desired operating mode of the internal combustion engine. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) derart ausgebildet ist, dass sie die Aktivierung des jeweiligen Temperaturregelkreises in Abhängigkeit von der vom jeweiligen Katalysator (3,4,5) benötigten Katalysatortemperatur vornimmt. Device according to one of the Claims 11 to 13 , characterized in that the control unit (1) is designed such that it carries out the activation of the respective temperature control circuit as a function of the catalyst temperature required by the respective catalyst (3, 4, 5). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgastrakt der Brennkraftmaschine in Reihe zueinander ein NOx-Speicherkatalysator (3) und ein Partikelfilter (4) angeordnet sind und dass die Steuereinheit (1) zur Temperaturregelung mit zwei Temperaturregelkreisen (1,6,11; 1,7,12) verbunden ist, wobei dem ersten Temperaturregelkreis als Temperaturistwert ein von einem stromauf des NOx-Speicherkatalysators angeordneten ersten Temperatursensor (11) bereitgestellter Temperaturmesswert oder ein im NOx-Speicherkatalysator (3) ermittelter Temperaturistwert zuführbar ist und dem zweiten Temperaturregelkreis als Temperaturistwert ein von einem zwischen dem NOx-Speicherkatalysator (3) und dem Partikelfilter (4) angeordneten zweiten Temperatursensor (12) bereitgestellter Temperaturmesswert oder ein im Partikelfilter (4) ermittelter Temperaturistwert zuführbar ist.Device according to one of the Claims 11 to 14 , characterized in that a NOx storage catalytic converter (3) and a particle filter (4) are arranged in series with one another in the exhaust tract of the internal combustion engine and that the control unit (1) for temperature control with two temperature control circuits (1,6,11; 1,7, 12), the first temperature control loop being able to be supplied with a temperature measured value provided by a first temperature sensor (11) arranged upstream of the NOx storage catalytic converter or an actual temperature value determined in the NOx storage catalytic converter (3) and the second temperature control loop being one from one between A temperature measurement value provided or a temperature actual value determined in the particle filter (4) can be supplied to the NOx storage catalytic converter (3) and the particle filter (4). Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturregelkreis zur Durchführung einer Temperaturregelung ausgebildet ist, bei welcher der Temperatursollwert (T1s) einer für eine Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators (3) geeigneten Temperatur entspricht.Device after Claim 15 , characterized in that the first temperature control circuit is designed to carry out a temperature control at which the temperature setpoint (T1s) corresponds to a temperature suitable for desulfating the NOx storage catalytic converter (3). Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperaturregelkreis zur Durchführung einer Temperaturregelung ausgebildet ist, bei welcher der Temperatursollwert (T2s) einer für eine Regeneration des Partikelfilters (4) geeigneten Temperatur entspricht.Device after Claim 15 or 16 , characterized in that the second temperature control circuit is designed to carry out a temperature control at which the temperature setpoint (T2s) corresponds to a temperature suitable for regeneration of the particle filter (4). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgastrakt der Brennkraftmaschine in Reihe zueinander ein NOx-Speicherkatalysator (3), ein Partikelfilter (4) und ein SCR-Katalysator (5) angeordnet sind und dass die Steuereinheit (1) zur Temperaturregelung mit drei Temperaturregelkreisen (1,6,11; 1,7,12; 1,8,13) verbunden ist, wobei im ersten Temperaturregelkreis (1,6,11) als Temperaturistwert ein von einem stromauf des NOx-Speicherkatalysators (3) angeordneten ersten Temperatursensor (11) bereitgestellter Temperaturmesswert oder ein im NOx-Speicherkatalysator (3) ermittelter Temperaturistwert verwendet wird, im zweiten Temperaturregelkreis (1,7,12) als Temperaturistwert ein von einem zwischen dem NOx-Speicherkatalysator (3) und dem Partikelfilter (4) angeordneten zweiten Temperatursensor (12) bereitgestellter Temperaturmesswert oder ein im Partikelfilter (4) ermittelter Temperaturistwert verwendet wird und im dritten Temperaturregelkreis (1,8,13) als Temperaturistwert ein von einem zwischen dem Partikelfilter (4) und dem SCR-Katalysator (5) angeordneten dritten Temperatursensor (13) bereitgestellter Temperaturmesswert oder ein im SCR-Katalysator (5) ermittelter Temperaturistwert verwendet wird.Device according to one of the Claims 11 to 17 , characterized in that a NOx storage catalytic converter (3), a particle filter (4) and an SCR catalytic converter (5) are arranged in series with one another in the exhaust gas tract of the internal combustion engine and that the control unit (1) for temperature control with three temperature control loops (1, 6,11; 1,7,12; 1,8,13), a first temperature sensor (11) arranged upstream of the NOx storage catalytic converter (3) being provided as the actual temperature value in the first temperature control circuit (1,6,11) Temperature measured value or a temperature actual value determined in the NOx storage catalytic converter (3) is used, in the second temperature control circuit (1,7,12) as a temperature actual value one of a second temperature sensor (12) arranged between the NOx storage catalytic converter (3) and the particle filter (4) Provided temperature measured value or a temperature actual value determined in the particle filter (4) is used and in the third temperature control loop (1,8,13) as an actual temperature value one of one between the par particle filter (4) and the third temperature sensor (13) provided to the SCR catalytic converter (5) or a temperature measured value determined in the SCR catalytic converter (5) is used.
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